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Les scientifiques étudient comment les nanoparticles magnétiques affectent des cellules cancéreuses dans le foie

Les scientifiques de l'université fédérale baltique et (IKBFU) de l'Université Polytechnique nationale « MISiS » d'Immanuel Kant ont étudié comment les nanoparticles d'aimant affectent des cellules cancéreuses dans le foie humain. Dans l'opinion des auteurs, cette recherche aidera à traiter l'oncologie. Les résultats de la recherche étaient publiés dans le tourillon scientifique « de convergence nanoe ».

À cause de leurs seules propriétés, des nanoparticles magnétiques peuvent être employés pour la diagnose thérapeutique et la demande de règlement personnalisée des maladies de cancer, ainsi que soient un agent efficace de contraste pour l'examen IRM et la représentation des tumeurs.

On le sait que les cellules cancéreuses humaines peuvent absorber les nanoparticles magnétiques. Cette propriété peut être employée dans le traitement du cancer au moins de trois voies : chauffage local d'une tumeur une fois exposé à un champ magnétique variable (hyperthermie magnétique), à la distribution visée de médicament, ou aux effets cytotoxiques sélecteurs des nanoparticles sur des cellules cancéreuses.

Les scientifiques du laboratoire d'IKBFU des matériaux nouveaux d'aimant ont étudié les particularités de l'influence des nanoparticles sur des organelles de cellules et sont devenus au courant des particularités des procédés intracellulaires en détail à l'aide de différentes lignes des cellules cancéreuses de foie. Des petits objets tels que des nanoparticles peuvent « être facilement mangés » par des cellules, mais ceci ne se produit pas toujours - dans certains cas, les nanoparticles peuvent endommager la structure d'une cellule, la pénétrer et la détruire. En ajoutant des nanoparticles d'oxyde de fer des formes variées au support nutritif des cellules, les scientifiques pouvaient vérifier le degré et la nature des changements de la culture cellulaire.

Selon les auteurs de l'étude, le comportement des cellules cancéreuses dépend de la concentration des nanoparticles dans la solution et, avant tout, le type de cancer. Le fait est que les différentes cellules répondent différemment aux mêmes particules. Ceci permet pour produire un instrument basé sur des nanoparticles, supprimant sélecteur des cellules cancéreuses tout en maintenant des cellules saines intactes.

Les scientifiques ont effectué des expériences sur la façon dont les cellules cancéreuses dans le foie humain réagissent aux types variés de nanoparticles d'aimant. Ils ont constaté que les nanocubes et les nanoclusters d'oxyde de fer sont capables d'activer certains gènes qui donnent « une instruction autodestructrice » aux cellules cancéreuses de foie. Cette découverte jette la lumière sur les mécanismes qui règlent la mort cellulaire provoquée par la cytotoxicité des nanoparticles.

Le mécanisme de l'effet toxique est associé à la perméabilité graduelle des membranes lysosomal dans les hépatocytes, qui provoque les procédés de l'apoptose et autophagy, fondamentalement, « mort cellulaire ».

Maxime Abakumov, co-auteur de la recherche, chef de laboratoire biomédical de matériaux de NUST « MISiS »

Selon Valeria Rodionova, le chef du laboratoire nouveau de matériaux d'aimant d'IKBFU, les résultats de la recherche peut être employé pour le diagnostic et le traitement de cancer.

Valeria Rodionova dit à RIA Novosti :

« Ce projet interdisciplinaire a rassemblé des scientifiques de différents inducteurs : physique, pharmaciens, et biologistes. Notre travail commun nous a permis non seulement de synthétiser de seuls types de nanoparticles mais d'analyser également les mécanismes des voies cellulaires spécifiques de signalisation qu'ils activent dans la cellule ».

La coopération dans le monde scientifique s'avère souvent décisive dans la recherche. Ainsi, des études microscopiques ont été effectuées dans le laboratoire de la biophysique, sous la direction de M. Oleg Lunov, chef du laboratoire (institut de la physique de l'Académie des sciences tchèque). Les scientifiques de l'université russe de Mendeleev de la chimie et de la technologie ont également participé à l'étude.

Source:
Journal reference:

Levada, K., et al. (2020) Progressive lysosomal membrane permeabilization induced by iron oxide nanoparticles drives hepatic cell autophagy and apoptosis. Nano Convergence. doi.org/10.1186/s40580-020-00228-5.